液舱晃荡及其对船舶运动的影响研究

发布时间：2017-01-15 14:38

  本文关键词：液舱晃荡及其对船舶运动的影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2014年

液舱晃荡及其对船舶运动的影响研究

赵小西  

【摘要】：液舱晃荡由载液船舶运动引起,产生的晃荡力(矩)又作用于载液船舶,影响船舶的运动姿态。随着载液船舶(如LNG、 FPSO、 FLNG等)的大型化及其作业效率和作业安全性要求的不断提高,液舱晃荡及其引起的船舶运动问题愈加突出。解决该问题,涉及到三个方面的内容：船舶运动,液舱晃荡,液舱晃荡与船舶运动耦合。 本文将船舶运动与液舱晃荡分开求解,分别对两者进行深入地探讨研究后,然后在频域内建立了考虑晃荡影响的船舶运动方程：首先基于三维势流理论和波浪辐射／衍射理论,介绍了ANSYS AQWA软件程序进行船舶水动力学计算的相关理论,奠定了船舶运动预报的理论依据,同时为液舱晃荡模拟采用简谐激励的选取提供理论依据；基于VOF法,利用ANSYS FLUENT对液舱晃荡进行数值模拟,并与理论计算、模型实验的结果进行对比,论证了数值模拟方法的准确性；并且依据该数值模拟方法,以二维矩形舱为例,对液舱晃荡力(矩)展开研究,提出并对比论证了将非线性的液舱晃荡力(矩)进行简谐化处理的一阶Fourier拟合方法,在此基础上,深入分析了液舱晃荡力(矩)及其与液舱运动相位差随相关参数的变化规律；液舱晃荡力(矩)的研究表明晃荡力(矩)幅值和相位差与液舱运动频率存在一一对应的函数关系,为液舱晃荡水动力系数的频域求解提供可行性；将液舱晃荡水动力系数的频域求解方法与船舶运动的频域求解方法相结合,建立了考虑晃荡影响的船舶频域运动方程,并以一艘加载单个液舱的LNG船为例,论证了该方法可行性,通过对比不同工况下的船舶运动响应,说明由于液舱晃荡的存在,船舶的共振频率出现偏移现象,且液舱载况不同,对船舶运动影响也不相同。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U663.85;U661
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘桢兵;;基于VOF法的液舱晃荡数值模拟及载荷计算[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2011年03期

2 钱昆 ,王言英 ,王大政;Response Characteristics of Load on Vessels in Waves[J];China Ocean Engineering;1999年03期

3 钱昆,王言英;Analysis of Wave Loads on A Semi-Submersible Platform[J];China Ocean Engineering;2002年03期

4 卫志军;岳前进;阮诗伦;谢彬;喻西崇;;矩形液舱晃荡冲击载荷的试验机理研究[J];船舶力学;2012年08期

5 李裕龙;朱仁传;缪国平;范菊;陆志妹;;基于OpenFOAM的船舶与液舱流体晃荡在波浪中时域耦合运动的数值模拟[J];船舶力学;2012年07期

6 祁恩荣;庞建华;徐春;王德禹;蔡忠华;陈小平;;薄膜型LNG液舱晃荡压力与结构响应试验[J];舰船科学技术;2011年04期

7 卫志军;阮诗伦;岳前进;谢彬;;超大型储液舱内晃荡载荷实验研究[J];海洋工程装备与技术;2014年01期

8 孙伯起,董慎言,达荣庭,秦其平,肖袁根;不规则波浪中任意三元零航速物体的二阶力计算[J];水动力学研究与进展;1984年01期

9 贺五洲,戴遗山;求解零航速物体水动力的简单Green函数方法[J];水动力学研究与进展(A辑);1992年04期

10 李谊乐,刘应中,缪国平;Bankine源高阶边界元法求解势流问题[J];水动力学研究与进展(A辑);1999年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 蔡忠华;液货船液舱晃荡问题研究[D];上海交通大学;2012年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王建平,王景全,陈运生,杨国来;船载火炮发射时的动力响应研究和试验[J];兵工学报;2001年01期

2 于浩;聂宏;;偏中心定位对弹射过程中飞机姿态的影响[J];北京航空航天大学学报;2011年01期

3 王丽慧,刘维亭,赖志昌;海浪扰动信号的仿真方法[J];船舶工程;2002年04期

4 吴梵,陈志坚,刘巨斌,吕岩松;小水线面双体船在波浪中的水动力计算[J];船舶工程;2004年01期

5 王蕾,宋文忠,魏海坤,陶勇;两栖战车海上射击海浪环境的实时仿真研究[J];船舶工程;2004年04期

6 陈伟;马宁;;高速集装箱船在实海域中的耐波性预报[J];船舶工程;2008年03期

7 黄永生;李刚强;谢永和;;全航速三维线性波浪载荷时域内数值计算研究[J];船舶工程;2009年05期

8 张继园;李德骏;高学宇;孟启承;杨灿军;陈鹰;;海底观测网接驳盒布放与回收过程的仿真分析[J];船舶工程;2010年06期

9 蒋昌师;刘亚东;;大型自航绞吸挖泥船的耐波性预报[J];船舶工程;2011年03期

10 臧垒垒;李玉星;王武昌;谢彬;喻西崇;;LNG船薄膜型液舱晃荡条件下的数值模拟及受力情况研究[J];船舶工程;2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 匡晓峰;缪泉明;杨烁;何再明;;新型TLP平台水动力性能研究[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年

2 李裕龙;朱仁传;缪国平;范菊;陆志妹;;基于OpenFOAM的船舶与液舱流体晃荡在波浪中时域耦合运动的数值模拟[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年

3 朱仁庆;王全;;基于CIP法的二维液舱晃荡数值模拟[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年

4 许鑫;杨建民;李欣;;深水半潜式起重船耐波性研究[A];第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年

5 张少雄;杨永谦;;一种新的实用船舶水弹性计算模型及实验研究[A];第四届全国结构工程学术会议论文集（上）[C];1995年

6 刘应中;崔维成;吴有生;;VLFS的水弹性力学问题[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年

7 王化明;邹早建;;基于NURBS高阶面元法的有航速辐射问题数值解[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集（下册）[C];2005年

8 缪国平;朱仁传;程建生;王景全;;海上风电场建设与海洋工程装备研发中若干水动力学关键技术问题[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年

9 陈京普;朱德祥;;顶浪中船舶运动的时域预报方法研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年

10 杨宝璋;万林;杨波;;大风浪中计算航法及相关课题研讨的回顾[A];船舶大风浪中操纵（下册）[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 郑兴;SPH方法改进研究及其在自由面流动问题中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 李辉;船舶波浪载荷的三维水弹性分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 张城明;非线性时滞系统最优控制及在海洋平台减振控制中的应用研究[D];中国海洋大学;2010年

4 张大海;浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究[D];浙江大学;2011年

5 管延敏;箱体中非线性液体晃荡现象的数值模拟[D];华中科技大学;2011年

6 陈庆任;近自由面三维振动翼水动力研究[D];华中科技大学;2011年

7 袁梦;深海浮式结构物系泊系统的非线性时域分析[D];上海交通大学;2011年

8 陈京普;船舶兴波与浮体运动的非线性现象研究[D];中国舰船研究院;2011年

9 朱小松;粒子法的并行加速及在液体晃荡研究中的应用[D];大连理工大学;2011年

10 王兴刚;深海浮式结构物与其系泊缆索的耦合动力分析[D];大连理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘亮;船舶能效设计中若干耐波性影响因素研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 李在鹏;半潜式海洋潮流电站系统性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 乔晓国;深水浮式结构动力定位能力动态分析[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 郭宇;LNG船运动与载荷计算方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 王伟飞;基于Rankine源法舰船有航速时域三维波浪载荷计算[D];哈尔滨工程大学;2010年

6 徐强;立体视觉测量及半潜平台模型试验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

7 孙凌丽;船舶运动的风浪影响建模与仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

8 宋娇阳;深水浮筒回收作业的数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年

9 李文博;风帆训练舰线型设计与航行性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

10 崔东坡;吊艇架被动式抗摆技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱仁庆,王志东,方智勇;液舱内大幅晃荡引起的压强预报(英文)[J];船舶力学;2004年06期

2 方智勇;端木玉;朱仁庆;;基于Level-set法的液舱液体晃荡数值模拟[J];船舶力学;2007年01期

3 娜日萨;任慧龙;高志龙;金咸定;;VLCC液舱晃荡仿真及结构响应(英文)[J];船舶力学;2007年06期

4 朱仁庆;方智勇;张照钢;陈正云;;Level-set法预报液舱内剧烈晃荡引起的冲击压强(英文)[J];船舶力学;2008年03期

5 祁江涛;顾民;吴乘胜;;液舱晃荡的数值模拟[J];船舶力学;2008年04期

6 李遇春,楼梦麟;渡槽中流体非线性晃动的边界元模拟[J];地震工程与工程振动;2000年02期

7 王言英,钱昆,朱仁传;辐射问题格林函数的基本解[J];大连理工大学学报;2000年03期

8 卫志军;岳前进;阮诗伦;谢彬;喻西崇;;矩形液舱晃荡冲击载荷的试验机理研究[J];船舶力学;2012年08期

9 马福喜，王克修，王金瑞;流场计算中自由表面的处理[J];华北水利水电学院学报;1994年04期

10 龚少军;姚震球;;基于粒子法的液舱共振晃荡现象研究[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2010年06期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 管延敏;箱体中非线性液体晃荡现象的数值模拟[D];华中科技大学;2011年

2 娜日萨;VLCC液舱晃荡仿真及结构强度评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 沈猛;基于改进VOF法的棱形液舱液体晃荡分析及应用[D];上海交通大学;2008年

2 马飞翔;基于晃荡动载荷的薄膜型LNG船泵塔结构分析[D];大连理工大学;2008年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱小松;滕斌;吕林;宁德志;程亮;;液舱内不同结构形式对晃荡的影响分析[J];水道港口;2011年04期

2 朱仁庆,吴有生;液舱内流体晃荡特性数值研究[J];中国造船;2002年02期

3 朱仁庆,王志东,方智勇;液舱内大幅晃荡引起的压强预报(英文)[J];船舶力学;2004年06期

4 祁江涛;顾民;吴乘胜;;液舱晃荡的数值模拟[J];船舶力学;2008年04期

5 刘永涛;马宁;顾解忡;;各种激励作用下液舱内液体晃荡的计算与分析[J];船海工程;2009年05期

6 陆志妹;范佘明;;船舶液舱晃荡研究进展[J];上海造船;2010年02期

7 徐国徽;顾学康;;液舱晃荡载荷数值模拟中的流固耦合影响研究[J];船舶力学;2012年05期

8 张秋艳;任冰;蒋梅荣;;二维矩形弹性液舱内液体晃荡数值模拟研究[J];船海工程;2012年04期

9 端木玉;朱仁庆;;液舱内三维液体非线性晃荡的数值模拟[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2012年04期

10 侯玲;李芳成;吴春亮;;多种激励耦合作用下的二维液舱晃荡(英文)[J];Journal of Marine Science and Application;2012年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 郭晓宇;王本龙;刘桦;;液舱晃荡的气垫效应[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年

2 徐国徽;顾学康;;计及流固耦合效应的液舱晃荡数值模拟方法研究[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年

3 李裕龙;朱仁传;缪国平;范菊;洪亮;;液舱晃荡数值计算方法的一些探讨[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年

4 金恒;刘勇;李华军;;带隔板液舱晃荡问题的数值模拟研究[A];第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（上册）[C];2013年

5 高松强;张志国;王先州;冯大奎;赵伟文;;液舱晃荡的无网格法数值模拟[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集（上册）[C];2012年

6 朱小松;谢彬;喻西崇;杜庆贵;;矩形液舱晃荡最大荷载规律研究[A];第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（上册）[C];2013年

7 徐国徽;胡嘉骏;顾学康;;带内部结构的三维液舱晃荡数值计算研究[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集（上册）[C];2013年

8 赖鸣;冯顺山;黄广炎;;接触爆炸下船底液舱工况对毁伤效应影响研究[A];第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集[C];2011年

9 洪亮;朱仁传;缪国平;范菊;;液舱晃荡与船舶耦合运动的数值模拟与应用[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集（下册）[C];2012年

10 胡腾飞;张志国;高松强;王先洲;冯大奎;;液舱隔板开孔对晃荡影响数值模拟与分析[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集（下册）[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 蔡忠华;液货船液舱晃荡问题研究[D];上海交通大学;2012年

2 娜日萨;VLCC液舱晃荡仿真及结构强度评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

3 刘永涛;舱室内液体晃荡的数值模拟及其与船体运动耦合作用的研究[D];上海交通大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘艳敏;弹性液舱内液体晃荡特性研究[D];江苏科技大学;2012年

2 张秋艳;二维矩形液舱内液体晃荡的数值模拟[D];大连理工大学;2011年

3 陈星;三维弹性液舱内液体晃荡数值模拟研究[D];大连理工大学;2013年

4 高松强;带隔板三维液舱晃荡特性分析与研究[D];华中科技大学;2013年

5 刘向东;船舶液舱管理系统的设计与实现[D];大连海事大学;2009年

6 李晓明;船舶液舱晃荡载荷及结构强度的工程计算方法[D];华中科技大学;2007年

7 徐海霞;液舱晃荡对船体运动影响的二维与三维频域线性分析[D];哈尔滨工程大学;2009年

8 侯玲;液舱晃荡与弹性防晃结构的相互耦合作用研究[D];江苏科技大学;2010年

9 孙明;带顶部构件的矩形液舱大幅晃荡实验研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

10 王剑楠;船舶液舱晃荡模拟系统研发[D];浙江海洋学院;2014年

  本文关键词：液舱晃荡及其对船舶运动的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：237678